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Contatto

Modellazione numerica

Cos'è un modello?

Uno degli obiettivi della ricerca scientifica è quello di spiegare, controllare e prevedere eventi o schemi di comportamento sulla base delle osservazioni fatte in passato. Numerosi scienziati si occupano ad es. di capire meglio il fenomeno "valanga" analizzando i distacchi che si sono già verificati. Ciò permette non solo di prevedere meglio il pericolo di valanghe, ma anche di adottare le misure giuste quando si tratta di affrontare nuovi problemi, come ad es. la protezione di un importante asse di comunicazione.

Come molti altri fenomeni naturali, anche le valanghe sono molto complesse perché includono numerose componenti strettamente collegate tra di loro che rendono difficile capire il fenomeno nella sua complessità. Di norma però non tutti gli aspetti dell'oggetto di studio hanno la stessa importanza. Per poter rispondere a domande specifiche, spesso è sufficiente astrarre la realtà e riprodurla in modo semplificato. Questa operazione si chiama modellazione numerica.

A seconda del loro scopo e del grado di complessità desiderato, i modelli variano da semplici schizzi a complessi programmi software che girano su supercalcolatori. Sviluppare un modello significa prima di tutto selezionare il giusto livello di semplificazione e rappresentazione per ciascun parametro e ciascuna caratteristica del fenomeno che si intende descrivere. In seguito occorre formulare le leggi che servono a collegare fra loro le varie componenti e a descriverne l’origine. Nella maggior parte dei casi queste leggi vengono espresse sotto forma di equazioni matematiche.

RAMMS Lawine 2 klein    
Modellazione della valanga    

Quali tipi di modelli esistono?

A seconda dell’approccio adottato esistono varie categorie di modelli, ad es.:

  • Modelli fisici: attraverso una dettagliata analisi di ogni singola componente di un sistema viene sviluppato un modello basato sulle leggi della fisica.
  • Modelli statistici: in un modello statistico vengono determinate sulla base di un’ampia banca dati semplici funzioni matematiche che permettono di far derivare dalle osservazioni precedenti i rapporti intrinseci tra le varie componenti.

Oggigiorno i modelli numerici sono diffusi in numerosi settori: dalla meteorologia (previsioni del tempo) alla sanità (ad es. effetti di epidemie), dall'economia (ad es. effetti di nuove imposte) ai lavori di costruzione (ad es. design di un edificio) o dalla chimica (ad es. inquinamento atmosferico) alle scienze ambientali.

Modelli usati dall'SLF

Anche presso l'SLF il lavoro con i modelli numerici è diventato sempre più importante negli ultimi anni e rappresenta oggi uno dei cardini della ricerca.

L'SLF usa i modelli numerici per

  • studiare l'evoluzione del manto nevoso e le sue interazioni con l'ambiente circostante
  • quantificare i cambiamenti del permafrost
  • riprodurre i pericoli naturali
  • prevedere le zone di deposito delle valanghe
  • calcolare il tenore in acqua del manto nevoso
L'SLF ha sviluppato i seguenti modelli numerici
RAMMS - RApid Mass Movement System
RAMMS

Valanghe, colate detritiche e frane sono all'ordine del giorno in montagna. Il pacchetto software RAMMS permette di calcolare questi pericoli naturali e di valutare l'efficacia delle misure di protezione.

Lingue disponibili: tedesco  inglese  francese  italiano 

SNOWPACK
SNOWPACK

Das Modell SNOWPACK bildet vor allem die Oberflächenprozesse im Gebirge nach. Dabei steht die Beschreibung der Entwicklung der Schneedecke und ihrer Wechselwirkung mit der Umgebung im Vordergrund.

Lingue disponibili: tedesco  inglese 

Alpine3D
Alpine3D

Das Kernstück des Alpine3D Modells ist das SNOWPACK Modell, ein physikalisch basiertes Energiebilanzmodell für eine 1D Boden-/Schnee-/Vegetationssäule. In Alpine3D wird diese 1D Energiebilanz für jeden Pixel des Bereiches und für jeden Zeitschritt berechnet.

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Alpine3D
Alpine3D

Das Kernstück des Alpine3D Modells ist das SNOWPACK Modell, ein physikalisch basiertes Energiebilanzmodell für eine 1D Boden-/Schnee-/Vegetationssäule. In Alpine3D wird diese 1D Energiebilanz für jeden Pixel des Bereiches und für jeden Zeitschritt berechnet.

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MeteoIO
MeteoIO

MeteoIO wurde entwickelt, um Input/Output-Funktionalität von Modellen zu verbessern. Es ist eine zusätzliche Ebene zwischen den Daten und dem numerischen Modell und erleichtert das Einlesen der Daten aus verschiedenen Quellen und die Datenvorbehandlung.

Lingue disponibili: tedesco  inglese 

Modello di OSHD

 
OSHD_Models Die Analysen des operationellen schneehydrologischen Dienstes am SLF (OSHD) basieren auf einem Modellsystem, welches mehrere Schneeschmelzmodelle und Schneemessdaten mit modernen Methoden der Datenassimilierung verknüpft. 

Lingue disponibili: tedesco inglese francese

   
AVAL-1D  
AVAL1D AVAL-1D ist ein numerisches Lawinendynamik-Programm. Es kann Auslaufstrecken, Geschwindigkeits-
und Druckverläufe von Fliess- und Staublawinen berechnen.

Lingue disponibili: tedesco inglese

   
ProNXD  
ProNXD ProNXD è un’applicazione web basata su dati geografici e va a sostituire NXD2000. Eventi come valanghe ed esplosioni possono essere registrati in modo facile, veloce e quindi abbinati ai dati geografici.

Lingue disponibili: tedesco francese italiano